李海軍（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠）

“以電代油”鉆井在外圍油田的實(shí)踐分析

李海軍（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠）

大慶油田第九采油廠2015年計(jì)劃鉆井382口，為了盡可能地降低鉆井成本，各產(chǎn)能區(qū)塊油藏開發(fā)方案一經(jīng)確定，即對(duì)各區(qū)塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，綜合考慮電網(wǎng)能力，井位分布、架設(shè)鉆井電力線路投資及油鉆成本等因素，論證“以電代油”的可行性。得出1個(gè)區(qū)塊可采用電鉆方式，節(jié)省能源，降低成本；2個(gè)區(qū)塊電鉆投資比油鉆高，2個(gè)區(qū)塊當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)不能滿足需求，無法采用電鉆。目前使用的半油半電型鉆機(jī)節(jié)能效果沒有全電型鉆機(jī)好，電動(dòng)鉆機(jī)還需繼續(xù)改進(jìn)，以達(dá)到更好的節(jié)能效果，加大外圍油田的適用范圍。

外圍油田 以電代油 鉆井 電動(dòng)鉆機(jī)

1 鉆機(jī)基本情況

目前，采油廠井場(chǎng)使用的鉆機(jī)分為柴油發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種情況，其中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的50D鉆機(jī)為全電型，啟動(dòng)過程中運(yùn)行功率為2600 kW，鉆井隊(duì)自帶10 kV/0.6 kV 3150 kVA變壓器1臺(tái)；40D鉆機(jī)為半油半電型，啟動(dòng)時(shí)用電功率為1300 kW，鉆井隊(duì)自帶10 kV/0.6 kV 1600 kVA變壓器1臺(tái)；30D鉆機(jī)為半油半電型，啟動(dòng)時(shí)用電功率為650 kW，鉆井隊(duì)自帶10 kV/0.6 kV 800 kVA變壓器1臺(tái)。鉆機(jī)情況見表1。

表1 鉆機(jī)情況

2 油鉆改電鉆的可行性分析

2.1 鉆井供電線路的選擇

考慮鉆井供電線路轉(zhuǎn)產(chǎn)能，采用10 kV的3× LJ-120型導(dǎo)線，該導(dǎo)線在35℃環(huán)境溫度下理論載流量為330 A[1]，功率因數(shù)按0.85計(jì)算，最大運(yùn)行負(fù)荷4858 kW。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，30D及40D鉆機(jī)的電壓損失不小于7%[2]計(jì)算；50D鉆機(jī)自帶變壓器具備有載調(diào)壓功能，電壓損失按不小于10%計(jì)算。不同供電半徑情況下所允許負(fù)載見表2、表3。

通過以上分析可見，供電半徑在8 km內(nèi)，至少滿足1臺(tái)50D鉆機(jī)運(yùn)行；供電半徑在11 km內(nèi)，至少滿足1臺(tái)40D鉆機(jī)運(yùn)行；供電半徑在22 km內(nèi)，至少滿足1臺(tái)30D鉆機(jī)運(yùn)行。

2.2 供電電源的選擇

就近選35 kV線路加裝臨時(shí)35/10 kV變壓器方式供電，也可以由已建的35 kV、110 kV變電所的10 kV出線柜供電。

需要對(duì)供電電源的能力進(jìn)行核實(shí)。首先根據(jù)鉆探集團(tuán)提供的鉆機(jī)安排，確定鉆機(jī)類型，再由各鉆機(jī)有效的供電半徑內(nèi)尋找35 kV線路或35 kV、110 kV變電所，最后根據(jù)鉆機(jī)所需用電負(fù)荷核實(shí)35 kV線路及變電所能力，確定是否滿足鉆機(jī)要求。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

當(dāng)驗(yàn)證完就近有可用的電源后，還需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，將使用電鉆和油鉆進(jìn)行對(duì)比，電鉆投資低于油鉆時(shí)才能確定使用電鉆。

架設(shè)的鉆井線路中部分可以作為產(chǎn)能正常建設(shè)的線路，所以在建設(shè)費(fèi)用上要扣掉轉(zhuǎn)產(chǎn)能部分的投資。而1個(gè)30D半油半電型鉆機(jī)比全油型鉆機(jī)每日可省0.2萬元，1個(gè)40D半油半電型鉆機(jī)比全油型鉆機(jī)每日可省0.6萬元，1個(gè)50D全電型鉆機(jī)比全油型鉆機(jī)每日可省3萬元?？梢姡D(zhuǎn)產(chǎn)能的線路越多，使用鉆機(jī)越大，效益越好，節(jié)省的費(fèi)用越多。

表2 電壓降Δu≤7%情況下各供電半徑允許負(fù)荷情況

表3 電壓降Δu≤10%情況下各供電半徑允許負(fù)荷情況

3 “以電代油”鉆井的應(yīng)用

2015年，采油廠產(chǎn)能共計(jì)5個(gè)區(qū)塊，計(jì)劃鉆井382口，其中，水平油井77口，直斜油水井279口。通過對(duì)各區(qū)塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，勘查就近的35 kV線路及依托的變電所，A區(qū)塊和B區(qū)塊可依托的110 kV變電所已滿負(fù)荷運(yùn)行，無法滿足鉆井用電負(fù)荷的需求，不能采用電鉆；B區(qū)塊和C區(qū)塊可依托的35 kV線路及110 kV變電所能力滿足要求，但電鉆投資的費(fèi)用比油鉆高，同樣不能采用電鉆；D區(qū)塊可行，電鉆比油鉆節(jié)省費(fèi)用195.21萬元（表4）。

采用40D鉆機(jī)鉆D區(qū)塊6口水平井，采用30D鉆機(jī)鉆其余直斜油水井。可依托的變電所距離最遠(yuǎn)的水平井9 km，距離最遠(yuǎn)的直斜井12 km，采用變電所10 kV出線柜引電源，能滿足鉆機(jī)的啟動(dòng)要求。

D區(qū)塊是廠的一個(gè)新產(chǎn)能區(qū)塊，用電不依托已建油田區(qū)塊的10/6 kV線路，產(chǎn)能建設(shè)電源引自110 kV變電所10 kV出線柜，架設(shè)的鉆井線路可以全部轉(zhuǎn)為產(chǎn)能；產(chǎn)能線路正常建設(shè)時(shí)有1 km LJ-50型10 kV線路，鉆井線路在產(chǎn)能正常建設(shè)的基礎(chǔ)上增加投資2.2萬元。本區(qū)塊的鉆井線路從變電所直接出線的方式與從就近35 kV線路引電源相比，節(jié)省了租用臨時(shí)變電所的費(fèi)用，減少了與地方電力部門及油田電力部門辦理臨時(shí)用電手續(xù)的時(shí)間。

表4 D區(qū)塊電鉆、油鉆經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

4 結(jié)束語

目前，外圍油田中常使用的半油半電型30D鉆機(jī)和40D鉆機(jī)的節(jié)能效果無全電型50D鉆機(jī)好。其他油田上有使用全電型的30D鉆機(jī)，直接采用6 kV高壓電鉆，則在架設(shè)鉆井線路時(shí)就必須使用6 kV供電線路；但隨之產(chǎn)生一個(gè)供電半徑短、壓降大的問題，這對(duì)于外圍油田油井分布面積大的情況很難適用。所以，如果30D和40D鉆機(jī)改成全電型并供電電壓為10 kV的情況，則今后外圍油田會(huì)有更多的產(chǎn)能區(qū)塊適用電鉆，并且取得很好的節(jié)能效果。

[1]任元會(huì),卞鎧生,姚家袆,等.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].3版.北京:中國電力出版社,2005:526.

[2]周勝軍,于坤山,譚志強(qiáng),等.GB/T 12325—2008電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.007.011

2015-05-11）

李海軍，工程師，2006年畢業(yè)于四川大學(xué)，從事電力運(yùn)行管理工作，E-mail：173546223@qq.com，地址：黑龍江省大慶市第九采油廠廠機(jī)關(guān)生產(chǎn)運(yùn)行部，163853。